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DISEÑO DE JUNTAS Ing. Diego H. Calo

Coordinador Departamento Técnico de Pavimentos

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA

Dirección Nacional de Vialidad – Casa Central

19 y 20 de Noviembre de 2014

INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO

ÍNDICE DE LA PRESENTACIÓN

• Tipos de Juntas.

• Consideraciones de diseño de

juntas.

• Intersecciones a nivel.

• Transiciones.

2


Disposición de juntas

El objetivo es “copiar” el patrón de fisuración que naturalmente

desarrolla el pavimento en servicio mediante un adecuado diseño y

ejecución de juntas transversales y longitudinales, e incorporar en las

mismas mecanismos apropiados para la transferencia de cargas.

Un adecuado diseño de las juntas permitirá:

Prevenir la formación de fisuras transversales y longitudinales.

Proveer transferencia de carga adecuada.

Prevenir la infiltración de agua y de materiales incompresibles a la

estructura del pavimento.

Permitir el movimiento de las losas contra estructuras fijas e

intersecciones

3


4

Desarrollo natural de fisuras

3

3. Fisuración longitudinal.

2

2

2

2. Fisuración intermedia (transversal).

1. Fisuración inicial (transversal)

1

1


TIPOS DE JUNTAS

JUNTAS TRANSVERSALES

JUNTAS LONGITUDINALES

Contracción: Controlan la formación de fisuras

Construcción: Juntas de fin de jornada o por imposibilidad de

continuar con el hormigonado.

Aislación / Dilatación: permite movimientos relativos con

estructuras fijas u otros pavimentos.

Contracción: o articulación: Controlan la formación de fisuras

Construcción o ensamblada: Pavimentación por fajas.

5


Tipos de juntas (FUERA DE ESCALA)

Estruc

Fija

Junta Transversal de

Contracción con

Pasadores y sin Pasadores

Junta Transversal de

Construcción y de dilatación

Junta Longitudinal de

Contracción o de articulación

con y sin Barras de Unión.

Junta Longitudinal de

Construcción o ensamblada

con y sin Barras de Unión.

Junta de aislación sin

Sobre-espesor y con

Sobre-espesor.

Estruc

Fija

A1 A2

B E

C1 C2

D1 D2

F1 F2

6


Separación entre juntas

Separaciones Recomendadas

• Sep. Máxima recomendada: 6,0 m.

• Bases Cementadas: 21 x E

• Bases Granulares: 24 x E

Otras Consideraciones

• Relación largo/ancho < 1,5 (Recomendado ≤ 1,25).

• Otros factores que influyen: Coef. Dilatación Térmica del Hº, Rigidez de la base,

Condiciones Climáticas, etc.

DEBE PRIMAR LA EXPERIENCIA LOCAL

7


Es FUNDAMENTAL observar el

comportamiento de pavimentos

similares construidos en la zona.

8


Para incorporar las LECCIONES APRENDIDAS a los

nuevos diseños

9


Transferencia de carga por trabazón

entre agregados

Interacción de corte entre partículas de agregados de las caras de la junta por debajo del aserrado primario.

Resulta aceptable para vías de bajo tránsito pesado

(80 a 120 VP/d)

El grado de transferencia de carga se encuentra

afectado por:

• Espesor de losa.

• Separación entre juntas (abertura de juntas)

•Empleo de agregados triturados.

• Agregados con TM > 25 mm.

• Subbases Rígidas.

• Condiciones de soporte en bordes.

Trabazón entre agregados por

debajo del aserrado primario

10


11


Transferencia de carga - pasadores

Características:

Tipo de acero Tipo I (AL-220)

Superficie Lisa, libre de óxido y con tratamiento que impida la

adherencia al hormigón.

Longitud 45 cm.

Diámetro 25 mm para E 20 cm

32 mm para 20 < E 25 cm

38 mm para E > 25 cm

Separación 30 cm. de centro a centro

15 cm. de centro a borde

Ubicación Paralelo al eje de calzada

Mitad del espesor de losa

Mitad a cada lado de la junta transversal

Deben emplearse en vías de Tránsito Pesado (donde no es suficiente la

transferencia de carga por trabazón).

12


Transferencia de carga - pasadores 13


Transversales de construcción

Se efectúan al final de la jornada de trabajo

o en interrupciones programadas (puentes,

estructuras fijas, intersecciones) o por

imposibilidad de continuar con el

hormigonado.

La transferencia de carga se efectúa a

través del pasador.

Principales fuentes de rugosidad. Minimizar

su empleo. Intensificar los controles con la

regla de 3 m.

Espesor de losa "E"

1/2 E Pasador

14


15

Barra de Unión nervurada

E

E/3 E/2

Se construyen para controlar la fisuración longitudinal.

Se ejecutan (por aserrado) cuando se pavimentan 2 o más trochas

simultáneamente.

La transferencia de carga se efectúa por trabazón entre agregados.

Se recomienda ubicarlas junto a las líneas demarcatorias de división de carriles

(evitar las zonas de huellas).

No colocar barras de unión a menos de 40 cm. de las juntas transversales.

Longitudinales de contracción o de

articulación


Secciones típicas

Cordón Integral Cordón Cuneta

Hasta 8,0 m

L

PLANTA

SECCIÓN

De 8,0 a 12,0 m

1/3 Ancho

L

PLANTA

(FUERA DE ESCALA)

De 10 a 12,5 m

1/3 Ancho

PLANTA

L

Cordón Integral Cordón Cuneta Cordón Integral Cordón Cuneta

2 Carriles 3 Carriles

Nota: El ancho de losa nunca debe superar la máxima separación entre juntas transversales recomendada

16


17

3 losas vinculadas

4 losas

Alt1: Vinculación de juntas

extremas

Alt2: Vinculación total (duplicar la

cuantía en la junta central)

NUNCA VINCULAR 5 LOSAS O MÁS


articulación



articulación

18


Se ejecutan cuando la calzada es construida por fajas.

En caso de posibles ampliaciones, dejar los bordes con

machimbre.

No ejecutar el aserrado primario.

Prestar especial atención a las condiciones de terminación

de los bordes.

semicircular o trapezoidal

Barra de Unión corrugada

Machihembrado

E

E/2

Longitudinales de construcción o

ensamblada

19


Juntas de dilatación

Aíslan el pavimento de otra estructura, tal como otra zona pavimentada

o una estructura fija.

Ayudan a disminuir tensiones de compresión que se desarrollan en

intersecciones en T y asimétricas.

Su ancho debe ser de 12 a 25 mm, ya que mayores dimensiones pueden

causar movimientos excesivos en las juntas cercanas.

La transferencia de carga se efectúa a través del pasador, sino debe

realizarse sobre espesor de hormigón.

En pavimentos sin pasadores las 3 o 4 juntas próximas a la de dilatación

deben ejecutarse con pasadores.

20


Material de Relleno

Cápsula (30 mm de carrera libre con relleno)

20 mm

D= 25, 32 o 38 mm

1/2 E

Pasador

Material de Sellado

Espesor de losa "E"

Juntas de dilatación 21


Juntas de aislación

En intersecciones asimétricas o en T y contra algunas estructuras fijas no deben

colocarse pasadores, de modo de permitir movimientos horizontales

diferenciales. Material de Sellado

Material de Relleno

6 a 10 E

20 mm

E Estructura Fija

1,2 E

22


23

¿Como controlar la

fisuración?

Tiempo

Resi

sten

cia

del H

º

Demasiado Tarde

Fisuración

Ventana de

Aserrado

Temprano

Desprendimientos

Las tensiones de tracción

Exceden la resistencia del Hº

Resistencia Mínima sin

Desprendimientos excesivos


24

Cuales son los factores principales que

inciden en este fenómeno

• Características de la mezcla.

• Condiciones Ambientales.

• Condiciones de la superficie de

apoyo (terminación superficial,

rigidez, permeabilidad).

• Protección y curado del hormigón.

• Aserrado de juntas y

Posicionamiento de Pasadores.

• Diseño de juntas de contracción.

¿Cuales de estos factores

se encuentran bajo

nuestro control?


25

Características de la Mezcla Recomendaciones Generales:

• Evitar en la etapa de diseño el empleo de hormigones de elevada resistencia. Se

recomienda diseñar con una resistencia a flexión a 28 días del orden de 4,5 MPa.

• Previo a su utilización en un proyecto, evaluar las características de los agregados, o

del hormigón elaborado con los mismos (Coeficiente de expansión térmica, Módulo

de elasticidad, Módulo de rotura, etc.).

• En la etapa de dosificación, optimizar la distribución granulométrica de agregados

para minimizar el contenido de agua y de cemento.

• Evitar el empleo de agregados con polvo adherido.

• Emplear agregados saturados (+ importante en agregados de elevada absorción y en

clima caluroso).


26

Condiciones Ambientales

• Brusca caída de temperatura o lluvia.

• Altas temperaturas en días soleados.

• Condiciones ventosas y de baja humedad.

Posibles riesgos (condiciones de reducción de la ventana de aserrado)

Recomendaciones generales:

• Extremar los recaudos en las tareas de curado y

protección durante las primeras horas.

• Considerar la modificación del horario de

pavimentación (altas temperaturas en días

soleados).

• Considerar la adopción de medidas especiales

para incrementar la confiabilidad.


27

Condiciones de la superficie de apoyo

Recomendaciones Generales:

• Se deberá contar con un apoyo firme,

uniforme y estable.

• Si se emplean subbases rígidas deberá

proveerse una terminación lo más lisa posible

(evitar trabas mecánicas).

• Si se emplean subbases rígidas emplear un

ruptor de adherencia. (tratamiento bituminoso,

parafina, film de polietileno, etc.).

• La base debe encontrarse saturada.

• Si se emplea una subbase abierta, impedir la

penetración del hormigón en la base.


28

Protección y curado del hormigón


• Aplicar el compuesto de curado en la

dosis apropiada tan pronto se finalicen las

tareas de terminación.

• Verificar una correcta distribución del

producto y el tiempo de formación de la

membrana.

• Verificar elasticidad y comportamiento.

• Bajo condiciones rigurosas puede

considerarse la adopción de medidas de

protección adicionales.


29

Aserrado de juntas y Posicionamiento de

Pasadores


- Pasadores libres de óxido y con

tratamiento antiadherente en toda su

longitud. NO EMPLEAR GRASA.

- Pasadores perfectamente cortados, sin

rebabas ni resaltos.

- Verificar una correcta densificación en

zonas de inserción o canastos.

- El aserrado debe comenzar tan pronto

como el hormigón permita ser cortado sin

desprendimientos de agregados gruesos o

roturas.

- El aserrado nunca debe ser demorado o

interrumpido, más allá de la hora del día o

la condición climática.



Pasadores

30


31


- Profundidad de aserrado: 1/3 E Subbases

Tratadas; 1/4 E Granulares (JT); 1/3 E

Juntas Longitudinales.

- Contar con cantidad suficiente de

aserradoras en el frente (mínimo 3) y una

adicional para contingencias.

- La secuencia de corte se corresponde

exactamente con el mismo orden de

aparición de las fisuras en el pavimento.

- No efectuar cortes alternados. Solo se

efectúa en casos de contingencias.

- El corte de las juntas longitudinales se

debe efectuar levemente retrasado del

aserrado transversal.

Aserrado de juntas y Posicionamiento

de Pasadores


32

Pasadores Desalineados


Pasadores

Mal Posicionamiento

de Pasadores


33

Posicionamiento y Alineación de Pasadores

Recomendaciones:

- Verificar posicionamiento y anclaje de los canastos.

- Verificar los procedimientos de demarcación de la posición de inserción (DBI).

- Verificar en las primeras jornadas (y luego periódicamente), la alineación y posición de

los pasadores (Remoción de Hº fresco, Extracción de testigos, ensayos no

destructivos - recomendado).


Pasadores


Intersecciones

Espesor de calzada

Debe tenerse presente que el

tránsito que circula por la zona

física puede ser significativamente

mayor que el que los hace por las

ramas de aproximación a la

intersección y, por lo tanto, puede

ser necesario incrementar el

espesor de calzada en esas zonas.

La necesidad de aumentar el

espesor dependerá especialmente

del tránsito pesado medio diario

anual (TPMDA) que converja a la

intersección.

Carretera 1 Carretera 2 Espesor de calzada

en zona física

Bajo TPMDA

(e1)

Bajo TPMDA

(e2) e2

Bajo TPMDA

(e1)

Alto TPMDA

(e3) e3

Alto TPMDA

(e3)

Alto TPMDA

(e3) e3 + 1 -3 cm

Se asume que e3 es mayor que e2 y que e2 es mayor que e1.

34


Rotondas

Espesor de calzada

En rotondas, la fuerza centrifuga

provoca un desbalanceamiento de la

carga generando sobrecargas en las

ruedas externas.

El proyectista deberá contemplar el

nivel de sobrecarga que pudieran

experimentar los vehículos pesados

al transitar por una rotonda.

35


Disposición de juntas en intersecciones

REGLAS GENERALES

QUE HACER

• Respetar las separaciones máximas

recomendadas.

• Mantener la relación de esbeltez

por debajo de 1,5. Recomendado L/A

< 1,25.

• Coincidir con juntas de pavimentos

existentes.

• Coincidir juntas con estructuras

fijas (usualmente en pavimentos

urbanos).

• Colocar armadura distribuida

(>0,05%) en ambas direcciones en

losas de esbeltez mayor de 1,5.

QUE NO HACER

• Ancho de losas < 0,3 m.

• Ancho de losas > 4,5 m. o a la sep.

máxima recomendada.

• Ángulos < 60º (recomendado ~ 90º)

• Esquinas interiores.

• Formas irregulares (mantener losas tan

cuadradas como sea posible).

• Ubicar juntas longitudinales en zona de

huellas.

36






Paso 1

1. Dibujar los bordes de calzada y los cordones cuneta (si existen).

39


0.5 m 0.5 - 1.0 m

Paso 2 y 3

2. Trazar paralelas a los bordes donde se producen cambios en el ancho de calzada.

3. Dibujar las líneas que definen los carriles de ambas arterias.

40


4. Definir los carriles principales para pavimentación. Donde los carriles intercepten las

paralelas trazadas extender las líneas más allá de las paralelas.

Paso 4

41


Paso 5

5. Trazar juntas transversales donde el pavimento cambia de ancho. No prolongar juntas que

alcancen una paralela. La juntas en la arteria transversal que se encuentran más alejadas de

la principal deberá ser de dilatación.

42


Paso 6

6. Agregar juntas transversales intermedias a las anteriores. Mantener el espaciamiento por

debajo de las máximas recomendadas.

43


Paso 7

7. Extender los bordes del pavimento para definir la “zona de intersección”.

44


?

?

? ?

Paso 8

8. Chequear las distancias entre la “zona de intersección” y las juntas adyacentes.

45


Paso 9

9. Agregar juntas intermedias con espaciamientos uniformes, si las separaciones son

mayores a la máxima deseada.

46


Paso 10

10. Trazar líneas desde el centro de la curva a los puntos definidos por la “zona de

intersección” y a cualquier junta intermedia alrededor de la intersección. Agregar juntas a

lo largo de las mismas. Analizar y resolver los puntos conflictivos.

47


Ajustar junta

Tapa de

Inspección

Reposicionar junta

por alcantarilla Junta de Dilatación

perimetral

Armadura

48


49


50


51


52


Transiciones Para que una transición presente un buen comportamiento en servicio,

deberá cumplimentar las siguientes funciones:

• Proveer una transición geométrica suave (en elevación y pendiente

transversal).

• Proveer un cambio gradual de la capacidad estructural del

pavimento.

• Permitir los movimientos de las losas, según sea necesario.

• Minimizar los problemas asociados con el drenaje de la estructura

del pavimento.

• Mantener la condición de transitabilidad.

Transición entre

pavimentos de

hormigón

53


Transición con pavimento flexible

Existen dos problemas que pueden surgir en las uniones entre un

pavimento de hormigón y uno de concreto asfáltico:

1. Problemas asociados al abrupto cambio en la rigidez de

las estructuras.

2. El fenómeno conocido como crecimiento de losas,

Alternativa para bajo volumen

de vehículos pesados

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Transición con pavimento flexible Alternativas para elevado volumen de vehículos pesados

Recomendaciones:

• En esta solución para evitar el reflejo de fisuras en el pavimento flexible, se

debe efectuar un borde biselado en la parte inferior de la losa de transición.

• Para evitar el crecimiento de losas, se debe incorporar barras de unión en las

primeras 3 juntas transversales de contracción, con el fin de mantenerlas unidas

firmemente y evitando que migren hacia el pavimento contiguo.

55


Transición con pavimento flexible Alternativas para elevado volumen de vehículos pesados

56


Transición con zona no pavimentada Alternativa para bajo volumen de vehículos pesados

57


58

Sellado de juntas

Objetivos Problemas asociados

Minimizar el ingreso de agua

1. Reducción de la capacidad estructural global del

pavimento.

2. Infiltración de agua a la interfase losa – apoyo con

el riesgo de pérdida de soporte por erosión.

Minimizar ingreso de materiales

incompresibles

1. Levantamiento de losas (blow-up)

2. Despostillamientos de los labios de las juntas.

Procedimiento

1. Adecuada selección del material de sellado.

2. Diseño y Ejecución del reservorio.

3. Limpieza de la caja y aplicación del puente de adherencia (si lo requiere).

4. Aplicación del material de sello.


59

Selladores líquidos

• Su buen desempeño depende también de la

adherencia a largo plazo con las cara de la junta.

• Trabajos previos a su colocación: lavado, arenado

y soplado

• Diferentes tipos: Aplicación en frío o en caliente,

de uno o dos componentes y Autonivelantes o

de terminación con herramienta.

• Requieren de la aplicación de un cordón de

respaldo.

• Se respetará el “Factor de Forma”, según material

de sellado (FF=E/A): Materiales en caliente FF =

1, Silicona FF = 0,5.

• Vida útil esperable: materiales en caliente: 3 a5

años, silicona: 10 a 15 años.

5-8 mm

A

Cordón de

respaldo

E

5-8 mm

A

Cordón de

respaldo

E

Juntas de Contracción

Juntas de Construcción

Sellado de juntas


Dimensionamiento del reservorio

Cálculo del movimiento esperado de las juntas

ΔL = C · L · [CET · (T.I. MAX/MIN – T.H. MAX/MIN ) + εc*]

Siendo:

ΔL: Movimiento esperado de la junta.

L: Largo de la losa.

CET: Coeficiente de expansión térmica.

T.I.: Temperatura del Hormigón durante la instalación.

T.H.: Temperatura del Hormigón en servicio.

εc: Contracción por secado remanente del hormigón.

* la consideración de la contracción por secado depende de la edad del pavimento cuando

se realiza el sellado.

Situación

Inicial

Máxima

Temp.

Mínima

Temp.

60


61

Ejemplo de Cálculo

Datos: L = 4500 m.; CET = 11,5 x 10-6 1/ºC; Mínima Temp. del Hº: 5ºC; Máxima Temp. del Hº:

60ºC; εc = 300 µm/m.; C (coef. restricción) = 0,65 /0,80.

Contracción máxima: T. Instalación mínima: 15ºC

ΔL = 0,65 · 4500 mm · (11,5 x 10-6 1/ºC · 45ºC) = 1,51 mm.

Ancho de Caja: 5.5 mm 6.0 mm 6.5 mm 7.0 mm 7.5 mm 8.0 mm

Compresión (%): - 27% -25% -23% -22% -20% -19%

Elongación máxima: T. Instalación Máxima: 45ºC

ΔL = 0,65 · 4500 mm · [(11,5 x 10-6 1/ºC · 40ºC) +0,003] = 2,22 mm.

Ancho de Caja: 6.5 mm 7.0 mm 7.5 mm 8.0 mm 8.5 mm 9.0 mm

Elongación (%): 34% 32% 30% 28% 26% 25%

Dimensionamiento del reservorio


62

Limpieza:

• La limpieza es por lejos la tarea más importante en

el sellado de juntas. Para la mayoría de los

selladores líquidos, los distintos fabricantes

recomiendan esencialmente los mismos

procedimientos.

• El objetivo es eliminar en forma integral todo resto

de lechada de cemento, compuesto de curado y

demás materiales extraños y de mejorar la

adherencia a las paredes de la junta.

1º Paso: Hidrolavado

• Objetivo: Eliminar los restos de material fino

producto de las tareas de aserrado

• La presión de agua deberá ser de 5 a 7 kg/cm2.

• Se recomienda aplicarlo inmediatamente después

del aserrado secundario (cajeado).

Sellado de juntas


63

2º Paso: Arenado

• Objetivo: Alcanzar una textura rugosa en

las caras de la junta para mejorar la

adherencia del sellador a las paredes de

la junta.

• El arenado no debe efectuarse

dirigiendo la boquilla directamente a la

junta.

• La boquilla debe sostenerse en ángulo

cercana a la junta para limpiar los 25

mm superiores de la caja.

• Deberán efectuarse una pasada por cada

pared del reservorio para alcanzar

buenos resultados.

Sellado de juntas


64

Sellado de juntas

3º Paso: Soplado

• Objetivo: Eliminar restos de arena,

suciedad y polvo de la junta y de la

superficie del pavimento, provistos por

la tarea anterior o el propio tránsito de

obra.

• Presión recomendada 6kg/cm2.

• Deberá aplicarse en lo posible justo

antes de proceder a la instalación del

cordón de respaldo y sellado.

• Se debe repetir la limpieza con chorro

de aire en aquellas juntas que han

quedado abiertas durante la noche o

por períodos prolongados.


65

Colocación del material de respaldo

• Impide el contacto del sellador con el fondo de la

caja y permite alcanzar el factor de forma

especificado.

• Optimizar la cantidad de sellado utilizada,

minimizando las pérdidas de material en el fondo de

la junta.

• Diámetro: mínimo 25 % mayor que ancho de caja

(no estirar)

• Se coloca con un herramienta especial (rueda), que

posiciona el cordón a la profundidad necesaria

A nivel de la superficie

Adherido al fondo

de la caja

No respeta el FF

QUE NO HACER

Sellado de juntas


66

Recomendaciones

• Las juntas deben estar limpias, secas y libres de

agua y hielo.

• No efectuar la colocación con temperaturas por

debajo del punto de rocío.

• Suspender la colocación frente a cualquier

inclemencia climática. Verificar el estado de las

juntas previamente al reinicio de las tareas.

• Antes de comenzar los trabajos de sellado, se

recomienda efectuar la instalación en una sección

de ensayo con la metodología y equipamiento

propuesto.

• Evaluar la metodología propuesta mediante un

ensayo de adherencia in situ.

Sellado de juntas


67

Ensayo de adherencia

• Efectuar un corte transversal a la

junta de una cara a la otra.

• Efectuar dos cortes longitudinales

de 3 pulgadas de longitud a ambos

lados de la junta.

• Efectuar una marca a 1 pulgada de

distancia según se ilustra.

• Tomar firmemente el sello, más allá

de la marca efectuada y tirar a un

ángulo de 90º.

• El resultado es satisfactorio (pasa) cuando la marca de 1 pulgada se elonga hasta 4

pulgadas sin que exista pérdida de adherencia.

• Si se encuentran sellados distintos substratos, verificar la adherencia con ambos

substratos en forma separada. (Se extiende el corte longitudinal de un lado de la junta

para verificar la adherencia con el lado opuesto).

Sellado de juntas


68

Sellado de juntas


69

Sellado de juntas


ING. DIEGO H. CALO

COORDINADOR

DEPARTAMENTO TÉCNICO DE PAVIMENTOS

[email protected]

Gracias

70

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